 | Звуковое давление |  |
Переменная часть давления, возникающая в среде при прохождении звуковой волны
Анимация Описание Вследствие прохождения звуковой волны в среде образуются зоны сжатия и разрежения частиц, создающие добавочные изменения давления по отношению к среднему внешнему статическому давлению. Звуковое давление (ЗД) - одна из главных величин, характеризующих звуковое поле. В плоской звуковой волне между звуковым давлением p, колебательной скоростью частиц v и удельным акустическим сопротивлением rс имеет место соотношение p=vrc, где r - плотность среды; с - скорость звука в среде. Часто пользуются понятием эффективного ЗД, т.к. именно эту величину обычно измеряют в опыте. Эффективное ЗД равно квадратному корню из среднего значения квадрата мгновенного ЗД в заданной неподвижной точке пространства за соответствующий интервал времени (под мгновенным ЗД понимается полное давление в какой-то момент времени в данной точке среды за вычетом статического давления в той же точке). При периодическом изменении ЗД временной интервал усреднения должен быть равен целому числу периодов или значительно превышать период. Для синусоидальной волны эффективное ЗД связано с амплитудой р0 ЗД выражением: peff=p0¤(2)1/ 2. Единицей измерения ЗД в системе СИ служит 1 Па = 1Н/м2. Следует отметить, что данное выше определение ЗД относится к случаям распространения звука в газах и жидкостях, где имеются только нормальные силы к любым выделенным площадкам в среде - т.е. давление. Для твердых тел понятие ЗД применимо только в случае всестороннего растяжения и сжатия. В общем же случае - при произвольной деформации - для описания напряженного состояния среды пользуются понятием тензора упругих напряжений. Временные характеристики Время инициации (log to от -12 до 1); Время существования (log tc от -10 до 3); Время деградации (log td от -12 до 1); Время оптимального проявления (log tk от -1 до 1). Диаграмма: 
Технические реализации эффекта Техническая реализация эффекта Источник упругих волн создает в среде звуковое поле, характеризующееся некоторым распределением ЗД. Для измерения ЗД применяют приемники различного типа, в основном пьезоэлектрические преобразователи. На частотах, близких к гиперзвуковым, используют пьезополупроводниковые и пленочные преобразователи. В жидкостях при больших интенсивностях звука применяют радиометр, на высоких частотах - термические приемники звука. Применение эффекта При работе с ультразвуком (ультразвуковые технологии и исследования - см. описание “Ультразвук”) обычно имеют дело с ЗД от ~ 10-4 Па до 108 Па. Последние реализуются, например, в фокусе ультразвуковых концентраторов. ЗД определяет эффективность таких ультразвуковых технологий как ультразвуковая очистка, ультразвуковое диспергирование, упрочнение, металлизация и пайка (см. описания). При акустической кавитации (см. описание) и связаных с ней эффектов величина ЗД оказывает решающее воздействие на процесс возникновения кавитации и динамику кавитационных пузырьков. Литература  1. Ультразвук / Под ред. И.П. Голяминой.- М.: Советская Энциклопедия, 1979.- С.400.
|